Engineering Experience 4: Design a Small Solar Vehicle/Nl/2012: Team PM8

Inleiding
Deze engineering experience draait om “make stuff work”, meer bepaald om het zelf ontwerpen en ontwikkelen van een kleine zonnewagen. Deze zal het dan op het einde van het project moeten opnemen in een race tegen de andere teams. Het bouwen van zo’n zonnewagen zal bekeken en besproken worden vanuit drie invalshoeken. “Engineering”, waarbij onder andere de elektronische en mechanische werking en de sterkte van de materialen zal worden besproken en gesimuleerd met Simulink, alvorens effectief tot het werkelijk testen van de SSV wordt overgegaan. “Enterprising”, waarin de kost van het bouwen van een zonnewagen zal worden berekend en een marketingonderzoek zal worden gedaan. En als derde een gedeelte “Educating”, dat het opstellen van een rapport omvat.

Opdrachtgever
Dit EE4-project wordt als onderdeel van de opleiding Industriële Wetenschappen in de 2de bachelorfase van Groep T gegeven. Dit project is ook sterk verbonden aan het Umicore Solarteam.

1.1. Afspraken
In normale omstandigheden wordt het werk evenredig verdeeld in samenspraak met de groep. Iedereen wordt op elke vergadering verwacht. In het geval dat de afwezigheid van een teamlid problematisch is, wordt daarover gepraat binnen de groep en met het teamlid om tot een oplossing te komen die voor iedereen past. In geval van onkunde of onwil wordt de persoon aangesproken en erop toegewezen. Indien er niets veranderd aan de probleemsituatie na samenspraak en overleg, wordt dit gemeld aan de vakverantwoordelijke.

1.2. Verantwoordelijkheden
Meer gespecifieerde taakverdeling is terug te vinden in de gantt chart.

1.3. Wekelijkse vergadering
Wekelijkse meetings zullen plaatsvinden op dinsdagnamiddag in de cafetaria van GroepT tijdens of na het geplande EE4-moment, afhankelijk of er les wordt gegeven. Iedereen wordt verwacht op elke meeting, indien afwezig moet de teamleider verwittigd worden. Inhalen gebeurt op eigen houtje en voor de volgende vergadering. De persoon die zonder geldige reden (bv. overslapen is geen geldige reden) een vergadering mist, zal een extra workload toegewezen krijgen gelijk aan de workload dat de overige teamleden aan de vergadering hebben besteed. De vergadering is een moment om samen te werken, problemen te voorkomen en te bespreken. Voorzitter en notulist van de vergaderingen zijn geen vaste functies, maar veranderen naargelang het onderwerp van de vergadering. Voorzitter en notulist worden besproken in de vergaderverslagen.

1.4. Communicatie
Het merendeel van de communicatie verloopt binnen de vergaderingen en EE4-momenten. Andere communicatie buiten deze momenten verlopen via bovenvermelde mailadressen of via de facebookgroep.

1.5. Kosten
De maximale kost van dit project bedraagt 200,00 €. Deze kost wordt evenredig gedragen door de 9 teamleden.

2.1. Beginsituatie
De opdracht bestaat dus uit het ontwerpen en ontwikkelen van een SSV, een small solar vehicle of kleine zonnewagen. Hiervoor krijgen de studenten reeds een zonnepaneeltje en een motor van hun opdrachtgevers. De rest van het benodigde materiaal moeten ze zelf voorzien, maar met een beperking van €200. De bedoeling is dan deze zonnewagen te optimaliseren voor een race die dan op het einde van het project wordt gehouden. Daarnaast worden de wagentjes ook beoordeeld op innovativiteit en design. Om de wagen te optimaliseren dienen de nodige berekeningen te worden gemaakt qua elektronische en mechanische werking, sterkte van de materialen, … En deze worden dan ook getest met behulp van Simulink. Daarnaast wordt ook het economische gedeelte in rekening gebracht, hiervoor wordt de kostprijs afgeleid voor het bouwen van zo’n zonnewagentje en een marketingonderzoek uitgevoerd. Dit alles wordt dan uiteindelijk schriftelijk samengebracht in een eindrapport.

2.2 Doelen
De doelen worden besproken aan de hand van de 3 onderdelen van het project.

2.2.1. Engineering
Alvorens tot het einddoel te komen worden er 3 stappen of cases doorlopen.
 * De eerste case bestaat uit het ontwerpen en bouwen van de zonnewagen. Het doel hierbij is om het design van de zonnewagen te optimaliseren door de nodige berekeningen te doen.
 * Daarna komt de Simulink Case. Waar de optimalisatie verder wordt te verwezenlijkt door het gebruik van simulatie software “Matlab Simulink”.
 * Om vervolgens over te gaan naar de derde case waarbij de SSV wordt getest en uitvoerig besproken en berekend. Daarnaast wordt ook een technische tekening in 3D gemaakt van de zonnewagen.

Eenmaal deze cases doorlopen zijn wordt er overgegaan naar de race met als belangrijkste einddoel het winnen van de race.

2.2.2. Enterprising
Hierbij zal naar 2 zaken worden toegewerkt opdat de zonnewagen succesvol kan worden verkocht wanneer dit de bedoeling zou zijn.
 * Daarvoor is ten eerste de kostprijs belangrijk. Deze wordt op voorhand geschat en berekend. Er wordt hier dan bij op toegezien dat deze onder de €200 blijft. Dit is belangrijk om de productie winstgevend te maken.
 * Daarnaast wordt ook de nodige marketing toegepast. Dit omvat dan het maken van een businessplan, een marktonderzoek, een website en een herkenbaar logo voor op de zonnewagen.

2.2.3. Educating
Dit omvat het opstellen van een goed geschreven en overzichtelijk eindrapport. En elke week wordt op een blog een logboek bijgehouden.

2.3. Problemen
Natuurlijk komen er bij het uitvoeren van een project ook vaak heel wat problemen kijken. Hierbij is het dan best om op voorhand al in te schatten welke deze zouden kunnen zijn. Problemen zullen zich echter steeds voordoen en dan is het belangrijk om vooral niet bij de pakken te blijven zitten en de motivatie en sfeer zo hoog mogelijk te houden.
 * Een eerste probleem is dat niet iedereen mekaar goed kent omdat de teams ook groepsoverschrijdend zijn. Hierdoor is het onder andere moeilijk om elkaars sterktes en zwaktes te kunnen inschatten wat een probleem kan vormen bij de taakverdeling. Zeker in het begin zal de samenwerking nog wat stroef verlopen. Maar als echte ingenieurs mag dit uiteindelijk geen al te groot probleem worden.
 * Een ander mogelijk probleem is het wegvallen van een teamlid door ziekte. Hierbij zal de ernst van de ziekte moeten worden ingeschat en hierbij dan kijken of de zieke zijn werk zelfstandig kan afmaken. Indien dit niet het geval is zal er een kleine verschuiving moeten gebeuren in de werkverdeling.
 * Alsook tijdsnood kan een mogelijk probleem vormen. Daarom is het belangrijk om op voorhand een goede planning en werkverdeling te maken en deze dan ook effectief op te volgen. Alleen dan kan een tekort aan tijd vermeden worden. Wanneer er een bepaalde fout in de planning is gemaakt, zoals meer werkuren dan eerst gepland, dienen de nodige verschuivingen te gebeuren en zal er een extra tandje moeten worden bijgestoken.
 * Dan kan het ook mogelijk zijn dat er iets van de wagen stuk gaat kort voor de race. Daarom is het belangrijk om al zeker de sterkte van de materialen goed te berekenen en voorzichtig met het materiaal om te springen. Wanneer dan toch nog iets zou breken is het best om het nodige herstelmateriaal te hebben voorzien.

3. WBS
Omdat dit te grote tabellen zijn om hier te zetten kunt u de WBS vinden via deze link: WBS the 8 team

4. Gantt chart
Net zoals de WBS is de gantt chart een groot bestand dus zullen we hier enkel de link posten: Gantt chart the 8 team

Week 1
Het eerste seminarie van EE4 was een introductie. Na deze introductie hebben we samengezeten met ons team en even tijd genomen om kennis te maken. We hebben de taken veldeeld, afspraken gemaakt en contactgegevens uitgewisseld. Ook hebben we besloten een facebookgroep op te richten en een dropboxmap aan te maken, hierdoor kan iedereen op elk moment aan de documenten.

Week 2
Deze week hebben we een seminarie gehad over de dc motor en het zonnepaneel dat we zullen gebruiken ons wagentje te bouwen. We hebben over dit seminarie ook een testje moeten afleggen via toledo. Na het seminarie zijn we een aantal metingen gaan doen met het zonnepaneel. Deze week hebben we ook feedback gekregen op de documenten die we vorige week hebben moeten indienen.

Week 3
Het seminarie ging in week 3 over: Na het seminarie hebben we samen gezeten met het team en hebben we een schets opgesteld voor het frame van onze wagen. We hebben ook nagedacht over een aantal voorstellen voor het project een beetje innovatiever te maken.
 * De belangrijke krachten zoals
 * De luchweerstand
 * De rolweerstand
 * De weerstand door de helling
 * De racecondities
 * De transmissie ratio (2 types)
 * Hoe de optimale gear ratio te berekenen
 * Introductie van matlab



Week 4
We hebben deze week een inleiding gekregen over het programma simunlink en mathlab. Hoe we deze moeten gebruiken wordt uitgelegd in video's die op toledo staan. We moeten van deze software gebruik maken om de race en onze wagen te simuleren, hierdoor zullen we een beeld krijgen van de prestaties van onze wagen zonder dat we hem werkelijk moeten testen. Voor deze simulaties zullen we een programma moeten maken in simulink dit zal bestaan uit delen die we hebben gekregen en delen die we zelf zullen moeten maken.

Deze week zijn we ook gestart met de schetsen van het frame in 3D zodat het ontwerp zeker klaar raakt in week 6.. De tekeingen zullen gemaakt worden in solid edge zodat er vanuit de 3D tekeningen makkelijk en correct 2D-tekingen kunnen gehaald worden. Als we de tekeningen hebben zou het bouwen van het wagentje op zich een minder moeilijke taak moeten zijn.

Week 5
Het waren deze week twee aparte onderdelen van het seminarie namelijk:
 * Umicore solar team: Hier heeft een lid van het solar team een presentatie gegeven over wat de belangrijke dingen zijn voor een zonnewagen. Een beetje extra uitleg over het team hebben we ook gekregen.


 * Het fablab in leuven: Deze presentatie ging over de verschillende machines die in het lab staan. Ook de openingsuren en de locatie van het lab zijn we te weten gekomen.

Na deze 2 seminaries zijn we met een deel van het team begonnen aan het simulink programma en de handmatige berekingen. Het simulink programma zorgde voor een aantal problemen en hier zijn we dan ook lang mee bezig geweest. Het ontwerp van de wagen in 3D is deze week afgewerkt zodat we kunnen beginnen hier uit de 2D tekingen te halen.

Week 6
Deze week zal er geen seminarie plaatsvinden. We hebben deze week de 2de deadline van dit project, voor deze deadline moeten we het volgende indienen:


 * Binnenleveren Case SSV deel 1 en Simulink op Toledo.
 * Eerste versie Proces Report online.
 * (Peer assesment 1 moeten we deze week ook invullen)

We hebben de bouw deze week afgerond. Het simulink programma zorgt voor een aantal moeilijkheden maar we hopen dat deze zullen opgelost zijn tegen de deadline.

Dinsdag van deze week zal er wel een vergadering met de coach plaatsvinden waarin we ons kunnen informeren hoe we het simulink programma in orde kunnen krijgen. Voor deze vergadering met onze coach zullen we met ons team nog even samen zitten om te zien wat er nog moet er nog gebeuren voor de deadline van deze vrijdag.

Week 7
Er was deze week weer geen seminarie. We hadden wel een afspraak gemaakt met onze coach. We hebben feedback gekregen op het ingeleverde rapport van vorige vrijdag.

Aangezien er nog een aantal aanpassingen moeten gebeuren aan het rapport zullen we ons hier deze week mee bezig houden. Iedereen zal het deel dat hij geschreven heeft voor het rapport verbeteren en dan zullen we deze verbeterde versies samen zetten in een nieuw rapport. De werkelijke bouw van het volledige wagentje zal ook nog verder gebeuren in de paasvakantie.

Na de vakantie kunnen we dan beginnen met SSV Part 2.

Week 8
Deze week was het de eerste echte test van het project. De test had als onderwerp: Ter voorbereiding van deze test hebben we ons rapport geupdate zodat alle fouten er uit zijn gehaald. Uitzonderlijk zullen we in deze week nog vergaderen op woensdag zodat we volgende week zeker klaar raken met de bouw van het wagentje. Dit is nodig omdat we normaal gezien volgende week onze SSV al zouden moeten testen op een aangelegde testbaan.
 * SSV Case 1
 * Simulink

Week 9
Het was deze week een week waar we de wagentjes al eens konden testen op een parcour dat was opgesteld in de kelder van groept. Aangezien hier geen zon is kon men de wagentjes testen m.b.v. een batterij. Wij hebben echter niet de mogelijkheid gehad om ons wagentje te testen omdat onze bestelde tandwielen,... nog niet waren toegekomen. We hadden begin deze week wel al de wieltjes van onze wagen gaan snijden in fablab.

We hebben uiteindelijk op vrijdag toch nog de bestelde onderdelen gekregen en het wagentje in elkaar gestoken. Normaal gezien is het wagentje nu dus af. We hebben de voorbije weken een aantal testen uitgevoerd voor een koeling aan te brengen op onze wagen, dit is dus nog het enige wat er moet aangebracht worden op het wagentje.

Week 10
Aangezien het deze week een korte week was zijn we niet samen gekomen met het hele team. We hebben wel nog afzonderlijk gewerkt aan de zaken voor de deadline in week 11.

Het wagentje is deze week ook getest geweest. Aangezien het parcour er nog stond hebben we ons wagentje hierop kunnen testen. De test ging vlot en we gaan dus ook met vertrouwen naar een mogelijke racve volgende week.

We hebben deze week ook wel gezien dat ons zonnepaneel niet werkte zoals verwacht. Er zal hier dus nog een oplossing voor moeten gevonden worden.

Week 11
De race met het wagentje zal deze week niet doorgaan omdat het weer dit niet wil toelaten. We hebben deze week wel een finale deadline voor het project. De technische tekeningen en de eindrapporten moeten worden ingeleverd. Ook moeten we deze week onze 2de peer assesment invullen.

Voor de race is het dus wachten op volgende week!